化学镀镍反应副产物H2的影响和措施

第２７卷第４期２００６年４月

腐蚀与防护

ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ＆ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ

Ｖ０１．２７Ｎｏ．４

Ａｐｒｉｌ２００６

化学镀镍反应副产物Ｈ２的影响和措施

姬玉林

（山东蓝星清洗防腐公司，济南２５０１０９）

摘要：阐述了Ｈｚ的产生机理，Ｈｚ的析出、成泡、富集、长大、上浮的动力学原理，分析了Ｈｚ对施镀过程的不利影响及有利影响，提出促进Ｈｚ的有利影响和降低其不利影响的措施。

关键词：机理；析出；气泡；上浮；动力学；狭缝；凹坑；针孔

中图分类号：ＴＱｌ５３．１文献标识码：Ａ文章编号：１００５—７４８Ｘ（２００６）０４—０２０１—０２

ＩＮＦＬＵＥＮＣＥＯＦＨＹＤＲｏＧＥＮＯＮＥＬＥＣＴＲＯＬＥＳＳＮＩＣＫＥＬＰＬＡＴＩＮＧＰＲＯＣＥＳＳ

ＪＩＹｕ－ｌｉｎ

（ＳｈａｎｄｏｎｇＢｌｕｅｓｔａｒＣｌｅａｎｉｎｇａｎｄＡｎｔｉ－ｃｏｒｒｏｓｉｏｎＣｏｍｐａｎｙ，Ｊｉｎａｎ２５０１０９，Ｃｈｉｎａ）

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；Ｓｅｐａｒａｔｉｎｇｏｕｔ；Ｆｏａｍｉｎｇ；Ｆｌｏａｔｉｎｇ；Ｄｙｎａｍｉｃｓ；Ｆｌａｗ；Ｐｉｔ；Ｐｏｒｅ

１Ｈ２的产生机理

化学镀镍的反应机理于１９６０年以后提出，比较流行的有原子氢、电化学、氢化物及氢氧化物机理，在这些机理中产生氢气的化学反应方程式分别为：（１）原子氢机理：

ＨｚＰＯＦ４－Ｈ２０—ＨＰ０ｌ一＋Ｈ＋＋２［Ｈ］ａｄｓ

２［Ｈ］一Ｈ２千

其中Ｇｕｔｚｅｉｔ的两步催化机理为：

Ｈ２ＰＯｆ—一ＰＯｆ４－２Ｊ－ＨＩ

２［Ｈ］一Ｈ２十

（２）电化学机理：

Ｈ２ＰＯｆ４－Ｈ２０—一Ｈ２ＰＯｆ４－２Ｈ＋＋２ｅ

２Ｈ＋４－２ｅ—Ｈ２千

（３）氢化物机理：

Ｈ２ＰＯ丁４－Ｈ２０——，－ＨＰＯ；～４－２Ｈ＋４－Ｈ—

Ｈ＋＋Ｈ一一Ｈ２十

（４）氢氧化物机理：

Ｎｉ（ＯＨ）２４－Ｈ２ＰＯｆ——，ＮｉＯＨａｄｓ＋

Ｈ２ＰＯｆ＋［Ｈ］

２［Ｈ］一Ｈ２十

从以上这四种机理均可看出，不论哪一种机理，也不论镀液是酸性还是碱性的，在施镀过程中均可产生氢气。

收稿日期：２００５－０７—１１；修订日期：２００５—０８—１２２Ｈ２的析出、成泡、脱离、富集、上浮的动力学原理

施镀过程产生的原子态氢在镀液与基体的界面结合成分子氢，要在这种界面上产生一个很小的气泡核心，首先需要克服界面以及镀液对它产生的静压力，其次需要克服缝隙和凹坑对其产生的毛细管压力。氢在镀液中的溶解度很小，如果在镀液中没有现成的气液相界面时，产生新的界面需要极大的能量，新生成的气泡越小，需要的能量越大。

根据表面张力公式：Ｐｍ＞Ｐｇ４－加４－２ａ／ｒ

式中Ｐ心——形成气泡核心需要克服的压力，Ｐａ；

Ｐ。——镀液上方的压力，Ｐａ；

ｐ，＾——分别为镀液的密度和深度，ｋｇ／ｍａ，

Ｉｎ；

广镀液的表面张力，Ｎ／ｍ；

ｒ初生气泡的核心半径，１０－９ｍ半径很小，大约在１０～ｍ，盯大约在１０－１～１０＿２Ｎ／ｍ，ＰＨ。大约为１００～１０００大气压

通过计算第三项便可看出，在镀液内部产生一个很小的氢气气泡核心，需要克服非常大的压力。所以，Ｈｚ气泡不可能在镀液内部产生。

气泡的核心即萌芽点只应该是镀件基体表面的粗糙部分或缺陷部分。因为镀液与基体的接触是润湿性的，从微观角度来看，在粗糙的基体表面上，总是有不少细缝和凹坑，它们的半径非常小，由于表面张力的作用，镀液不能进入。如果狭缝和凹坑的宽

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